DE102006019551B4 - Mass flowmeter with a vibration sensor and method for eliminating noise from the measurement signal - Google Patents

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Abstract

Massedurchflussmesser, mit mindestens einem mittels einer Erregungseinheit (2) in mechanische Schwingung versetzbaren massedurchflossenen Messrohr (1) als Schwingungskörper, dessen in Abhängigkeit vom Massedurchfluss sich änderndes Schwingungsverhalten über mindestens einen Schwingungssensor (3) zur Bestimmung des Massedurchflusses erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Eliminierung von Störsignalen aus der über den Schwingungssensor (3) erfassten Messspannung (sen) rechentechnische Mittel (4) zur Bildung eines konjugiert komplexen Spektrums (|sa1j|) aus dem Spektrum der Erregerspannung (seD) sowie eines Vektorprodukts zwischen diesem (|sa1j|) und der Messspannung (sen) zwecks Filterung vorgesehen sind, um durch weitere rechentechnische Mittel (5) zur inversen Fouriertransformation den aus dem Vektorprodukt hervorgehenden Signalzusammenhang zwischen Erregerspannung (seD) und Messspannung (sen) zu gewinnen, so dass die hieraus resultierende bearbeitete Messspannung (sa1) überwiegend nur noch den Nutzsignalanteil aufweist.Mass flowmeter, comprising at least one mass flowed measuring tube (1) which can be set into mechanical vibration by means of an excitation unit (2) as oscillation body whose vibration behavior can be detected via at least one vibration sensor (3) to determine the mass flow, depending on the mass flow, characterized in that elimination of spurious signals from the above the vibration sensor (3) detected measurement voltage (s n) computational means (4) for forming a conjugated complex spectrum (| sa 1j |) from the spectrum of the excitation voltage (s D), and a vector product between this (| sa 1j |) and the measuring voltage (se n ) are provided for the purpose of filtering in order to obtain the signal relationship between excitation voltage (se D ) and measuring voltage (se n ) resulting from the vector product by further computing means (5) for inverse Fourier transformation the resulting machined measurement voltage (sa 1 ) predominantly has only the useful signal component.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Massedurchflussmesser, mit mindestens einem mittels einer Erregungseinheit in mechanische Schwingung versetzbaren massedurchflossenen Messrohr als Schwingungskörper, dessen in Abhängigkeit vom Massedurchfluss sich änderndes Schwingungsverhalten über mindestens einen Schwingungssensor erfassbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Eliminieren von Störsignalen aus dem gewonnenen Messsignal, eine diese Signalverarbeitung durchführende elektronische Recheneinheit sowie ein hierfür vorgesehenes Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a mass flow meter having at least one by means of an excitation unit in mechanical vibration displaceable mass flowed through measuring tube as a vibration body, depending on changing from mass flow Vibration behavior over at least one vibration sensor can be detected. Furthermore the invention also provides a method for eliminating spurious signals from the obtained measurement signal, an electronic signal processing this performing Arithmetic unit and a for this provided computer program product.

Ein Massedurchflussmesser der hier interessierenden Art dient zur strömungsmechanischen Durchflussmessung von Fluidmassen und wird in Anlagen, in denen die Präzision des Massenstromes relevant ist – wie beispielsweise in Raffinerien – eingesetzt.One Mass flow meter of the type of interest here is used for flow-mechanical flow measurement of fluid masses and is used in plants where the precision of Mass flow is relevant - how For example, in refineries - used.

Aus der gattungsgemäßen DE 30 07 361 C3 ist bereits ein derartiger Massedurchflussmesser bekannt. Der Massedurchflussmesser, der in diesem Fall eine symmetrische Konstruktion aufweist, besteht im Wesentlichen aus einem Einflussflansch und einem Ausflussflansch der die Verbindung zwischen Ein- und Ausfluss-Rohrschenkeln und externen Ein- und Ausflussrohren herstellen. Ein Messrohr verbindet die Ein- und Ausfluss-Rohrschenkel so, dass sich für den Massedurchflussmesser eine Form wie den griechischen Buchstaben Ω ergibt.From the generic DE 30 07 361 C3 Already such a mass flowmeter is known. The mass flow meter, which in this case has a symmetrical construction, essentially consists of an inflow flange and an outflow flange which establish the connection between inflow and outflow tube legs and external inflow and outflow pipes. A measuring tube connects the inlet and outlet tube legs so that the shape of the mass flow meter is the Greek letter Ω.

Aus der DE 697 23 706 T2 ist ein Verfahren für ein Coriolis-Durchflussmesser bekannt, bei welchem die Fourier-Komponente des linken Kanals mit der konjugierten Fourier-Komponente des rechten Kanals multipliziert wird. Die Daten aus der Fourier-Analyse werden damit aber nicht konsistent verwertet.From the DE 697 23 706 T2 For example, a method for a Coriolis flowmeter is known in which the left channel Fourier component is multiplied by the right channel conjugate Fourier component. However, the data from the Fourier analysis are not used consistently.

Aus der DE 696 07 756 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem eine Linienverbesserung bei Coriolis-Durchflussmesser erzielt werden soll. Dabei wird auf die Auswertung komplexer Signalanteile abgestellt. Dies bezieht sich auf die Behandlung der Impedanz als komplexen Wert. Hinsichtlich der schwingungsabhängigen Werte wird von der einfachen Fouriertransformation Gebrauch gemacht.From the DE 696 07 756 T2 a method is known in which a line improvement in Coriolis flowmeter is to be achieved. It is focused on the evaluation of complex signal components. This refers to the treatment of the impedance as a complex value. With regard to the vibration-dependent values, use is made of the simple Fourier transformation.

Aus der EP 1 249 689 A2 ist eine grundlegende Phasendifferenzmessung bezüglich einer Mehrfachanordnung von Schwingungssensoren bekannt. Sozusagen naturgemäß wird hierbei Gebrauch von der einfachen Fourier-Transformation gemacht.From the EP 1 249 689 A2 is a basic phase difference measurement with respect to a multi-array of vibration sensors known. As it were, of course, use is made of the simple Fourier transformation.

Allgemein im Stand der Technik bekannt sind auch Ausführungen mit doppelten, parallelen Rohrführungen. An den Verbindungsstellen befinden sich jeweils ein Ein- und Ausfluss-Aufnahmepunkt. Jeder Massedurchflussmesser der hier interessierenden Art basiert auf folgendem physikalischen Prinzip:
Eine Erregungseinheit versetzt das Messrohr in Schwingung. Die erfassten Schwingungen an den Ein- und Ausfluss-Aufnahmepunkten zeigen dieselbe Phase. Bei der Durchströmung des Massedurchflussmessers erfährt die Fluidmasse beschleunigte Schwingungsauslenkungen, die eine Corioliskraft erzeugen. Die ursprünglich gleichförmige Schwingung des Rohres erfährt nun Einflüsse der entlang des Messrohres verteilten Corioliskraft, die bei den Ein- und Ausfluss-Aufnahmepunkten eine Phasenverschiebung verursacht. Es werden die Schwingungsphasen und Schwingungsamplituden an den Ein- und Ausfluss-Aufnahmepunkten mittels Ein- und Ausfluss-Schwingungssensoren aufgenommen und einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt. Die Größe der Phasenverschiebung ist ein Maß für den Massedurchfluss.Also known in the prior art are embodiments with double, parallel pipe guides. At the connection points, there are in each case an inlet and outlet receiving point. Each mass flow meter of the type of interest here is based on the following physical principle:
An excitation unit oscillates the measuring tube. The detected vibrations at the inlet and outlet intake points show the same phase. As it flows through the mass flow meter, the fluid mass experiences accelerated vibration deflections which generate a Coriolis force. The originally uniform oscillation of the tube now experiences influences of the distributed along the measuring tube Coriolis force, which causes a phase shift at the inlet and outlet receiving points. The oscillation phases and oscillation amplitudes are recorded at the inlet and outlet receiving points by means of input and outflow vibration sensors and fed to an electronic evaluation unit. The size of the phase shift is a measure of the mass flow.

Durch eine Kalibrierung wird für jeden derartigen Coriolis-Massedurchflussmesser festgelegt wie die Phasenverschiebung mit dem Massenfluss zusammenhängt. Diese Parameter diesen der elektronischen Auswerteeinheit zur Signalverarbeitung. Die Signalverarbeitung des durch den Schwingungssensor gewonnenen Messsignals wird dadurch erschwert, dass der gewöhnlich sehr kleine Messeffekt durch erhebliche Störeffekte überlagert wird. Die ursächlichen Störsignale können um ein Vielfaches größer sein, als der durch den Coriolis-Effekt bestimmten Nutzsignalanteil.By a calibration is made for each such Coriolis mass flow meter set as the Phase shift is related to the mass flow. These parameters this the electronic evaluation unit for signal processing. The signal processing the measurement signal obtained by the vibration sensor becomes thereby that complicates that usually very small measuring effect is superimposed by considerable disturbing effects. The causative noise can be many times larger, as the useful signal component determined by the Coriolis effect.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Störsignale im Spektrum der erfassten Messspannung zu identifizieren, um diese durch entsprechende Signalverarbeitung wirksam zu eliminieren.It is therefore the object of the present invention, noise in the spectrum of the detected measurement voltage to identify this to effectively eliminate by appropriate signal processing.

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Massedurchflussmesser gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch Anspruch 7 gelöst.The The object is based on a mass flow meter according to the preamble of Claim 1 solved in conjunction with its characterizing features. process engineering the object is achieved by claim 7.

Im Hinblick auf eine geeignete elektronische Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens wird auf Anspruch 8 verwiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in Form eines Computerprogrammprodukts nach Anspruch 10 ausbilden.in the With regard to a suitable electronic processing unit for carrying out the Method is referenced to claim 8. The inventive method let yourself form in the form of a computer program product according to claim 10.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Eliminierung von Störsignalen aus der über den Schwingungssensor erfassten Messspannung sen rechentechnische Mittel zur Bildung des konjugiert komplexen Spektrums |sa1j| aus dem Spektrum der Erregerspannung seD, sowie des Vektorprodukts zwischen diesem und der Messspannung sen zwecks Filterung vorgesehen sind, um durch weitere rechentechnische Mittel zur inversen Fouriertransformation den aus dem Vektorprodukt hervorgehenden Signalzusammenhang zwischen Erregerspannung seD, und Messspannung sen zu gewinnen, so dass die hieraus resultierende bearbeitete Messspannung sa1 nur noch den Nutzsignalanteil aufweist.The invention includes the technical teaching that for the elimination of interference signals from the measured voltage detected via the vibration sensor, there are n computational means for forming the complex conjugate spectrum | sa 1j | from the spectrum of the excitation voltage se D , as well as the Vek torprodukts between this and the measuring voltage se n are provided for filtering to win by further computational means for inverse Fourier transformation resulting from the vector product signal connection between excitation voltage se D , and measurement voltage se n , so that the resulting processed measurement voltage sa 1 only having the useful signal component.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass sich durch diese spezielle Art und Weise der Signalverarbeitung die charakteristischen Störsignale im Spektrum der erfassten Messsignalspannung derart vollständig eliminieren lassen, dass die weitere Signalverarbeitung im Sinne der Gewinnung eines Wertes für den Massedurchfluss zu einem sicheren Ergebnis führt. Insbesondere wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die Erkenntnis ausgenutzt, dass im Signalspektrum nach der Filterung nur noch beim Signal der Messspannung eine Ähnlichkeit vorhanden ist. Das dann durch die weiterhin erfindungsgemäß vorgesehene inverse Fouriertransformation gewonnene bearbeitete Messsignal enthält den gewünschten Nutzsignalanteil. Diese Art der speziellen Signalverarbeitung lässt sich in einfacher Weise rechentechnisch umsetzen, vorzugsweise per Software unter Nutzung einer Recheneinheit, die ebenfalls vorzugsweise als Personalcomputer ausgebildet ist. Praktische Versuche haben die hohe Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Störsignaleliminierung bestätigt.Of the Advantage of the invention is solution in that through this special way of signal processing the characteristic interference signals completely eliminated in the spectrum of the detected measurement signal voltage let that further signal processing in the sense of extraction a value for the mass flow leads to a safe result. In particular, at the solution according to the invention Realization exploited that in the signal spectrum after filtering only even at the signal of the measuring voltage a similarity is present. The then by the inventively provided inverse Fourier transform obtained processed measurement signal contains the desired useful signal component. These Type of special signal processing can be done in a simple way computationally implement, preferably by software under use a computing unit, which also preferably as a personal computer is trained. Practical experiments have the high effectiveness the interference signal elimination according to the invention approved.

Vorzugsweise wird die Phasenlage zwischen Erregerspannung seD, und gefilterter Messspannung sen signalverarbeitungstechnisch als ein Maß für den störsignalbefreiten Durchflusswert genutzt. Der Durchflusswert lässt sich aus diesem Unterschied der Phasenlage in einfacher Weise ermitteln.Preferably, the phase position between excitation voltage se D , and filtered measurement voltage se n signal processing technology is used as a measure of the interference signal freed flow value. The flow rate can be easily determined from this difference in the phase position.

Durch weiterführende Signalverarbeitung lässt sich aus der erfindungsgemäß bearbeiteten Messspannung sa1 auch die störungsbefreite Dichte des Messmediums ableiten, in dem das Frequenzverhältnis zwischen Erregerspannung seD und gefilterter Messspannung sen gebildet wird. Auch diese Signalverarbeitungsmaßnahme lässt sich rechentechnisch in einfacher Weise bewerkstelligen.By means of further signal processing, the interference-free density of the measuring medium can also be derived from the measurement voltage s a1 processed according to the invention, in which the frequency ratio between exciter voltage se D and filtered measuring voltage se n is formed. Also this signal processing measure can be accomplished computationally in a simple manner.

Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme sind rechentechnische Mittel vorgesehen zum störungsbefreiten Ermitteln der Fließgeschwindigkeit des Messmediums. Die Fließgeschwindigkeit des Messmediums lässt sich durch allgemein bekannte mathematische Zusammenhänge aus dem erfindungsgemäß bearbeiteten Messsignal ableiten.According to one Further measure improving the invention are computational Means provided for trouble-free Determine the flow rate of the measuring medium. The flow rate of the medium by well-known mathematical relationships the processed according to the invention Derive measurement signal.

Vorzugsweise sollte die die Erregereinheit ansteuernde Erregerspannung seD zur Schwingungsanregung des Messrohres sinusförmig sein und eine Frequenz im Bereich von 50 Hz bis 200 Hz aufweisen, besonders bevorzugt 100 Hz. Denn bei 100 Hz, einem relativ niederfrequenten Wert, schlagen sich die zur eliminierenden Störsignale im Fourier-Spektrum des Signals der Messspannung besonders gut erkennbar nieder, was eine Voraussetzung für deren Identifikation und anschließende Eliminierung ist. Voraussetzung für die erfindungsgemäße Signalverarbeitung ist weiterhin, dass das Fourier-Spektrum der Erregerspannung eine Frequenz aufweist, welche der Erregerspannung entspricht.Preferably, the excitation unit-addressing excitation voltage se D for oscillation excitation of the measuring tube should be sinusoidal and has a frequency in the range of 50 Hz having to 200 Hz, particularly preferred 100 Hz. Because at 100 Hz, a relatively low value, propose the for eliminating interference signals in the Fourier spectrum of the signal of the measurement voltage particularly well recognizable down, which is a prerequisite for their identification and subsequent elimination. A prerequisite for the signal processing according to the invention is furthermore that the Fourier spectrum of the excitation voltage has a frequency which corresponds to the excitation voltage.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher dargestellt. Es zeigt:Further, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment closer to the invention shown. It shows:

1 ein schematisches Blockschaltbild eines Massedurchflussmessers mit Signalverarbeitungsmitteln, 1 a schematic block diagram of a mass flow meter with signal processing means,

2 eine graphische Darstellung eines Signalspektrums in der Ausgangssituation, 2 a graphic representation of a signal spectrum in the starting situation,

3 eine graphische Darstellung des Signalspektrums nach einem ersten Bearbeitungsschritt, 3 a graphic representation of the signal spectrum after a first processing step,

4 eine graphische Darstellung des Signalspektrums nach einem weiteren Bearbeitungsschritt, und 4 a graphic representation of the signal spectrum after a further processing step, and

5 eine graphische Darstellung des Signalspektrums in der Endsituation. 5 a graphic representation of the signal spectrum in the final situation.

Gemäß 1 umfasst der Massedurchflussmesser im Wesentlichen ein Messrohr 1, durch welches ein fließfähiges Messmedium strömt. Das Messrohr 1 ist schwingfähig gelagert und wird mittels einer Erregungseinheit 2 in mechanische Schwingungen versetzt, welche durch die Messstoffströmung beeinflusst werden. Das diese Beeinflussung charakterisierende Messsignal wird über einen Schwingungssensor 3 erfasst.According to 1 The mass flowmeter essentially comprises a measuring tube 1 , through which flows a flowable medium. The measuring tube 1 is mounted oscillatory and is powered by an excitation unit 2 added to mechanical vibrations, which are influenced by the medium flow. The measuring signal characterizing this influence is transmitted via a vibration sensor 3 detected.

Zur Eliminierung von Störsignalen aus der über den Schwingungssensor 3 erfassten Messspannung sen, wird diese zunächst von rechentechnischen Mitteln 4 zur Bildung eines konjugiert komplexen Spektrums |sa1j| aus dem Spektrum der eingangsseitig zugehenden Erregerspannung seD sowie eines Vektorprodukts zwischen |sa1j| und der Messspannung sen zwecks Filterung bearbeitet. Nachfolgende rechentechnische Mittel 5 dienen zur inversen Fouriertransformation des aus dem Vektorprodukt hervorgehenden Signalzusammenhangs zwischen der eingangsseitig zugehenden Erregerspannung seD sowie der Messspannung sen. Die hieraus resultierende und endseitig zur weiteren Signalverarbeitung zur Verfügung stehende Messspannung |sa1j| enthält überwiegend nur noch dem Nutzsignalanteil.For elimination of interference signals from the via the vibration sensor 3 detected measuring voltage se n , this is first of computational resources 4 to form a complex conjugate spectrum | sa 1j | from the spectrum of the input side exciter voltage se D and a vector product between | sa 1j | and the measurement voltage n se for the purpose of filtering processed. Subsequent computational resources 5 serve for the inverse Fourier transformation of the signal relationship arising from the vector product between the exciter voltage se D coming on the input side and the measuring voltage se n . The resulting and end for further Signalverarbei measurement voltage | sa 1j | contains predominantly only the useful signal component.

Hieraus lassen sich durch weitere Signalverarbeitung gewünschte Messwerte gewinnen. So ist die Phasenlage zwischen Erregerspannung seD und gefilterter Messspannung sen signalverarbeitungstechnisch als Maß für den störsignalbefreiten Durchflusswert anzusehen, welcher entsprechend ermittelt und ausgegeben werden kann.From this, desired measured values can be obtained by further signal processing. Thus, the phase angle between excitation voltage is se D and filtered measurement voltage se n to display signal processing technology as a measure of the störsignalbefreiten flow value, which can be determined accordingly and output.

Die rechentechnischen Mittel 4 und 5 zur Durchführung der erfindungsgemäßen Signalverarbeitung sind innerhalb einer elektronischen Recheneinheit 6 angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Personalcomputers mit Mikrocontroller und Speichereinheiten ist. Das der erfindungsgemäßen Signalverarbeitung zu Grunde liegende Verfahren ist als Software ausgebildet und in der elektronischen Recheneinheit 6 abgespeichert.The computational resources 4 and 5 for carrying out the signal processing according to the invention are within an electronic processing unit 6 arranged, which is part of a personal computer with microcontroller and memory units in this embodiment. The method underlying the signal processing according to the invention is designed as software and in the electronic processing unit 6 stored.

Im Einzelnen lässt sich das der erfindungsgemäßen Signalverarbeitung zu Grunde liegende Verfahren wie folgt beschreiben:in the Single leaves this is the signal processing according to the invention underlying methods describe as follows:

2 zeigt das Spektrum der hier sinusförmigen Erregerspannung seD gemeinsam mit der vom Schwingungssensor erfassten Messsignalspannung sen. Zwar lässt sich aus dem Signalverlauf der Messsignalspannung sen noch das Empfangssignal erkennen, jedoch überlagern Störsignale recht deutlich das eigentliche Nutzsignal. 2 shows the spectrum of the here sinusoidal exciter voltage se D together with the measured signal voltage se n detected by the vibration sensor. Although the received signal can still be detected from the signal curve of the measuring signal voltage se n , interfering signals quite clearly superimpose the actual useful signal.

Hinsichtlich 3 schlagen sich die besagten Störsignale im Fourierspektrum der erfassten Messspannung sen nieder, besonders im niederfrequenten Bereich. Das Fourierspektrum der Erregerspannung seD besitzt ein Signal mit einer Frequenz, welche der Erregerspannung entspricht, in diesem Ausführungsbeispiel 100 Hz. Der weiteren Signalverarbeitung zum Zwecke der Störsignaleliminierung oder zumindest – verminderung liegt eine anfängliche Bildung eines konjugiert komplexen Spektrums der Erregerspannung seD zu Grunde.Regarding 3 to strike the said spurious signals in the Fourier spectrum of the detected measurement voltage se low n, especially in the low frequency range. The Fourier spectrum of the excitation voltage se D has a signal with a frequency which corresponds to the excitation voltage, in this embodiment 100 Hz. The further signal processing for the purpose of eliminating or at least alleviating interference is based on an initial formation of a complex conjugate spectrum of the excitation voltage se D.

Gemäß 4 wird das Vektorprodukt zwischen dem konjugiert komplexen Spektrum |sa1j| und der Messspannung sen gebildet. Dieser Signalverarbeitungsschritt dient der Filterung und spiegelt den Zusammenhang zwischen Erregerspannung seD und Messspannung sen wieder. Im Spektrum nach der Filterung ist ersichtlicherweise nur noch bei der Erregerspannung seD eine Ähnlichkeit vorhanden.According to 4 is the vector product between the conjugate complex spectrum | sa 1j | and the measuring voltage se n formed. This signal processing step is used for filtering and reflects the relationship between excitation voltage se D and measurement voltage se n again. In the spectrum after filtering, it can be seen that there is similarity only at the excitation voltage se D.

Wird gemäß 5 anschließend eine inverse Fouriertransformation vorgenommen, enthält die hieraus resultierende bearbeitete Messspannung sa1 nur noch den Nutzsignalanteil und ist phasenverschoben gegenüber der Erregerspannung seD. Aus der Phasenverschiebung beider Signale geht der Durchflusswert hervor; aus der Frequenz die Dichte des Mediums.Is according to 5 Subsequently, an inverse Fourier transformation is performed, the resulting processed measurement voltage sa 1 contains only the useful signal component and is phase-shifted with respect to the excitation voltage se D. From the phase shift of both signals, the flow value is apparent; from the frequency the density of the medium.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Es sind weiterhin auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So können durch weitere Signalverarbeitungsschritte Zusammenhänge zur Fließgeschwindigkeit und der Dichte des Mediums störungsfrei hergestellt werden. Des Weiteren ist die Erregerspannung seD nicht festgelegt auf einen sinusförmigen Signalverlauf, denn im Hinblick auf die erfindungsgemäße Lösung ist die Anregungsart nebengeordnet. Zwar ergibt sich bei einer Frequenz der Erregerspannung von 100 Hz ein besonders eindeutiges Signalverarbeitungsergebnis, jedoch sind auch andere Frequenzwerte im niederfrequenten Bereich geeignet.The invention is not limited to the embodiment described above. Furthermore, modifications are conceivable which are encompassed by the scope of protection of the following claims. For example, connections to the flow velocity and the density of the medium can be produced without interference by further signal processing steps. Furthermore, the excitation voltage se D is not fixed to a sinusoidal waveform, because with regard to the solution according to the invention, the type of excitation is coordinated. Although a particularly clear signal processing result results at a frequency of the excitation voltage of 100 Hz, other frequency values in the low-frequency range are also suitable.

11
Messrohrmeasuring tube
22
Erregungseinheitexciting unit
33
Schwingungssensorvibration sensor
44
rechentechnische Mittelcomputational medium
55
rechentechnische Mittelcomputational medium
66
elektronische Recheneinheitelectronic computer unit
seD se D
Erregerspannungexcitation voltage
sen se n
erfasste Messspannungrecognized measuring voltage
sa1 sa 1
bearbeite Messspannungediting measuring voltage
|saij|| sa ij |
konjugiert komplexes Spektrumconjugated complex spectrum

Claims (10)

Massedurchflussmesser, mit mindestens einem mittels einer Erregungseinheit (2) in mechanische Schwingung versetzbaren massedurchflossenen Messrohr (1) als Schwingungskörper, dessen in Abhängigkeit vom Massedurchfluss sich änderndes Schwingungsverhalten über mindestens einen Schwingungssensor (3) zur Bestimmung des Massedurchflusses erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Eliminierung von Störsignalen aus der über den Schwingungssensor (3) erfassten Messspannung (sen) rechentechnische Mittel (4) zur Bildung eines konjugiert komplexen Spektrums (|sa1j|) aus dem Spektrum der Erregerspannung (seD) sowie eines Vektorprodukts zwischen diesem (|sa1j|) und der Messspannung (sen) zwecks Filterung vorgesehen sind, um durch weitere rechentechnische Mittel (5) zur inversen Fouriertransformation den aus dem Vektorprodukt hervorgehenden Signalzusammenhang zwischen Erregerspannung (seD) und Messspannung (sen) zu gewinnen, so dass die hieraus resultierende bearbeitete Messspannung (sa1) überwiegend nur noch den Nutzsignalanteil aufweist.Mass flow meter, with at least one by means of an excitation unit ( 2 ) can be displaced into mechanical oscillation mass flowed through measuring tube ( 1 ) as a vibration body, the vibration behavior of which changes depending on the mass flow rate via at least one vibration sensor ( 3 ) is detectable for determining the mass flow, characterized in that for the elimination of interference signals from the via the vibration sensor ( 3 ) detected measuring voltage (se n ) computational means ( 4 ) for forming a conjugate complex spectrum (| sa 1j |) from the spectrum of the excitation voltage (se D ) and a vector product between the latter (| sa 1j |) and the measurement voltage (se n ) for the purpose of filtering, by further computational means ( 5 ) for the inverse Fourier transformation to obtain the vector connection resulting signal connection between excitation voltage (se D ) and measurement voltage (se n ), so that the resulting processed measurement voltage (sa 1 ) predominantly has only the useful signal component. Massedurchflussmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage zwischen Erregerspannung (seD) und gefilterter Messspannung (sen) signalverarbeitungstechnisch ein Maß für den störsignalbefreiten Durchflusswert ist.Mass flowmeter according to claim 1, characterized in that the phase position zwi the excitation voltage (se D ) and the filtered measuring voltage (se n ) signal processing technology is a measure of the interference signal freewheeled flow value. Massedurchflussmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzverhältnis zwischen Erregerspannung (seD) und gefilterter Messspannung (sen) ein Maß für die störungsbefreite Dichte des Messmediums ist.Mass flowmeter according to claim 1, characterized in that the frequency ratio between excitation voltage (se D ) and filtered measuring voltage (se n ) is a measure of the interference-free density of the measuring medium. Massedurchflussmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass rechentechnische Mittel zum störungsbefreiten Ermitteln der Fließgeschwindigkeit des Messmediums vorgesehen sind.Mass flow meter according to one of the preceding Claims, characterized in that computing means for determining interference are determined the flow rate the measuring medium are provided. Massedurchflussmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Erregungseinheit (2) ansteuernde Erregerpannung (seD) zur Schwingungsanregung des Messrohres (1) sinusförmig ist.Mass flowmeter according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation unit ( 2 ) driving excitation voltage (se D ) for vibrational excitation of the measuring tube ( 1 ) is sinusoidal. Massedurchflussmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Erregungseinheit (2) ansteuernde Erregerpannung (seD) eine Frequenz im Bereich von 50 Hz bis 200 Hz aufweist, besonders bevorzugt 100 Hz.Mass flowmeter according to claim 5, characterized in that the excitation unit ( 2 ) driving excitation voltage (se D ) has a frequency in the range of 50 Hz to 200 Hz, particularly preferably 100 Hz. Verfahren zum Eliminieren von Störsignalen aus der Messspannung (sen) eines Schwingungssensors () bei Durchflussmessern, umfassend die Rechenschritte: – Bildung des konjugiert komplexen Spektrums (|sa1j|) aus dem Spektrum der Erregerspannung (seD), – Bildung des Vektorprodukts zwischen dem konjugiert komplexen Spektrum (|sa1j) und der Messspannung (sen) zwecks Filterung, – Durchführung einer inversen Fouriertransformation zur Auswertung des aus dem Vektorprodukt hervorgehenden Signalzusammenhangs zwischen Erregerspannung (seD) und Messspannung (sen), so dass die hieraus resultierende bearbeitete Messspannung (sa1) nur noch den Nutzsignalanteil aufweist.Method for eliminating interfering signals from the measuring voltage ( s ) of a vibration sensor ( 10 ) in flow meters, comprising the steps of: - forming the complex conjugate spectrum (| sa 1j |) from the spectrum of the excitation voltage (se D ), - forming the vector product between the conjugate complex spectrum (| sa 1j ) and the measurement voltage (se n ) for the purpose of filtering, - performing an inverse Fourier transformation for the evaluation of the signal relationship between exciter voltage (se D ) and measurement voltage (se n ) resulting from the vector product, so that the resulting edited measuring voltage (sa 1 ) only has the useful signal component. Elektronische Recheneinheit (6) zur Verarbeitung des über einen Schwingungssensor (3) eines Durchflussmessers gewonnenen Messignals mit rechentechnischen Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7.Electronic processing unit ( 6 ) for processing via a vibration sensor ( 3 ) of a flow meter obtained measuring signal with computational means for performing the method according to claim 7. Elektronische Recheneinheit (6) nach Anspruch 8, wobei die rechentechnischen Mittel in Form mindestens eines Mikrocontrollers mit mindestens einer zugeordneten Speichereinheit ausgebildet sind.Electronic processing unit ( 6 ) according to claim 8, wherein the computational means are in the form of at least one microcontroller with at least one associated memory unit. Computerprogrammprodukt für eine elektronische Recheneinheit (6) nach Anspruch 9 welche nach einem Verfahren gemäß Anspruch 7 betreibbar ist, wobei die Routine zum Eliminieren der Störsignale durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.Computer program product for an electronic processing unit ( 6 ) according to claim 9, which is operable according to a method according to claim 7, wherein the routine for eliminating the interference signals is implemented by corresponding control commands stored in a software.
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